جداسازی مخلوط گازها با استفاده از پمپ های رادیومتریک

پیشرفت های اخیر در بهره برداری از جریان های رادیومتریک برای طراحی میکرو نانو پمپ ها و عملگرها منجر به توسعه تحقیقات در زمینه طراحی های مبتنی بر جریان رادیومتریک شده است. در این مقاله برای اولین بار امکان استفاده از میکروتانو پمپ های رادیومتریک به عنوان جداکننده مخلوط دوتایی گازهای هلیم - زنون مورد بررسی قرار گرفته است و همچنین هندسه های پمپ کارآمد برای افزایش کارایی فرآیند جداسازی پیشنهاد شده است. شبیه سازی عددی با استفاده از الگوریتم شبیه سازی مستقیم مونت کارلو (DSMC با مدل برخوردی کره سخت متغیر به همراه زیر سلول های تطبیقی گذرا برای انتخاب جفت ذرات برخوردی انجام شده است. معادلات نیروی رادیومتریک در پمپ ها استخراج شده و تاثیر عواملی مانند میزان نیرو و هندسه پمپ بر میزان جداسازی مخلوط دوتایی گاز بررسی شده است. با توجه به تفاوت قابل ملاحظه جرم، قطر و طول پویش آزاد مولکولی دو گونه، و وابستگی سرعت مولکول های انعکاس یافته از دیوارهای پمپ به جرم مولکولی و وابستگی نیروی رادیومتریک به طول پویش آزاد مولکولی، دو گونه نیروی رادیومتریک متفاوتی را تجربه می کنند که منجر به جدایش مولکول های مخلوط از یکدیگر می شوند.